Мутации — основной источник генетического полиморфизма, т.е. наличия в популяции нескольких аллелей одного локуса. Полиморф- ная природа ДНК позволила разработать системы методов генетичес- кого и психогенетического анализа, которые позволяют определить и картировать целый ряд генов, вовлеченных в формирование индиви- дуальных различий по исследуемым поведенческим признакам. Так, например, использование полиморфных маркёров ДНК позволило картировать ген на коротком плече хромосомы 4, ответственный за развитие хореи Гентингтона. В качестве примера рассмотрим два типа ДНК маркёров: поли- морфизм длины рестрикционных фрагментов (RFLP-полиморфизм) и полиморфизм повторяющихся комбинаций нуклеотидов (STR-пo- лиморфизм). Для изучения полиморфности (этот процесс также назы- вается тайпингом ДНК) ДНК выделяется из клеток крови или любых других клеток организма, содержащих ДНК (например, берется со- скоб с внутренней стороны щеки). При использовании технологии RFLP, ДНК, под воздействием ферментов, распознающих специфи- ческие последовательности нуклеотидов в ДНК и избирательно раз- рушающих ее цепь в определенных местах, разрезается на куски-фраг- менты. Такие ферменты впервые были найдены в бактериях, которые производят их с целью защиты от вирусной инфекции. Существуют сотни таких «рестрицирующих» ферментов, каждый из которых разрезает ДНК в определенном месте, распознавая опре- деленную последовательность оснований; этот процесс называется рестрикцией. Например, один из часто используемых ферментов, EcoRI, распознает последовательность GAATTC и разрезает молекулу ДНК между основаниями G и А. Последовательность GAATTC может быть представлена в геноме несколько тысяч раз. Если в определен- ном локусе эта последовательность различна у разных людей, то у тех из них, которые являются носителями измененной последовательно- сти, фермент в данном локусе ее не разрежет. В результате ДНК гено- мов, несущих нестандартные последовательности, разрезана в дан- ном локусе не будет и, следовательно, образует более длинный фраг- мент. Таким способом распознается разница в структуре ДНК. В результате разреза «рестрицирующими» ферментами могут полу- читься два типа фрагментов, соответствующих данному локусу, — длинный и короткий. Их также называют аллелями. По аналогии с «обычными» генами полиморфизмы могут быть гомозиготными по короткому фрагменту, гомозиготными по длинному фрагменту или гетерозиготными по длинному и короткому фрагментам. Несмотря на то что существуют сотни «рестрицирующих» фер- ментов, распознающих различные последовательности ДНК, они, как выяснилось, способны отыскать только примерно 20% полиморфных
104 участков ДНК. Были разработаны несколько других типов ДНК-мар- кёров, распознающих полиморфизмы других типов. Широко исполь- зуется, например, полиморфизм повторяющихся комбинаций нукле- отидов (SТR-полиморфизм). Как уже упоминалось, по неизвестной пока причине в ДНК присутствуют повторяющиеся последовательно- сти, состоящие из 2, 3 или более нуклеотидов. Количество таких по- второв варьирует от генотипа к генотипу, и в этом смысле они также обнаруживают полиморфизм. Например, один генотип может быть носителем двух аллелей, содержащих по 5 повторов, другой — носи- телем двух аллелей, содержащих по 7 повторов. Предполагается, что геном человека содержит примерно 50 000 локусов, включающих по- добные повторяющиеся последовательности. Хромосомные координаты многих локусов, обнаруживающих STR-полиморфизм, установлены и теперь используются для картирования структурных генов, служа ко- ординатами на хромосомных картах. Таким образом, генетический полиморфизм, связанный с при- сутствием так называемых нейтральных (не изменяющих синтезируе- мый белок) мутаций, плодотворно используется в молекулярно-гене- тических, в том числе психогенетических, исследованиях, поскольку генетическую изменчивость, выявленную молекулярными методами, можно сопоставлять с изменчивостью фенотипов. Пока этот перспек- тивный путь используется в подавляющем большинстве случаев для исследования разных форм патологии, дающих четко очерченные фенотипы. Однако есть все основания надеяться, что он будет вклю- чен и в изучение изменчивости нормальных психических функций. * * * Одним из наиболее замечательных биологических открытий XX сто- летия стало определение структуры ДНК. Расшифровка генетического кода, открытие механизмов транскрипции, трансляции и некоторых других процессов на уровне ДНК являются фундаментом в строящем- ся здании психогенетики — науки, одна из задач которой состоит в раскрытии секретов соотношения генов и психики. Современные пред- ставления о структуре и функциях ДНК коренным образом изменили наши представления о структуре и функционировании генов. Сегодня гены определяются не как абстрактные «факторы наследственности», а как функциональные отрезки ДНК, контролирующие синтез белка и регулирующие активность других генов. Одним из основных источников изменчивости являются генные мутации. Своими успехами современная молекулярная генетика обя- зана открытию и использованию закономерностей мутирования ДНК с целью обнаружения и картирования генетических маркёров. Имен- но они позволят психогенетике перейти от популяционных характе- ристик к индивидуальным.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ» з дисципліни «Психогенетика»
